HDMI TO VGA方案原理
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2013-07-18
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Analog Dialogue 47-02, February (2013) www.analog.com/analogdialogue 1
轻松使用
HDMI
：
HDMI-VGA
和
VGA-HDMI
转换器
作者：Witold Kaczurba 和 Brett Li
在消费电子市场，电视、投影仪和其它多媒体设备纷纷采用高
清多媒体接口(HDMI
®
)技术，使得 HDMI 成为全球公认的接口。
相信不久之后，所有多媒体设备都需要配备该接口。HDMI 接
口在家庭娱乐中已经广为流行，近来在便携式设备和汽车信息
娱乐系统中，它也日渐风行。
实现标准化多媒体接口是竞争高度激烈的消费电子市场的必
然要求，上市时间对于该市场而言至关重要。除了提高市场认
可度以外，采用标准接口还能大大改善投影仪、DVD 播放机、
高清电视以及不同制造商生产的其它设备之间的兼容性。
然而，在某些工业应用中，从模拟视频向数字视频过渡所需的
时间比消费电子市场要长，许多设备尚未采用新的数字方法来
发送合成音视频数据。这些设备仍然使用模拟信号作为唯一的
视频传输途径，原因可能是特殊市场或应用有特定要求。例如，
对于投影仪，有些客户仍然偏好使用
视频图形阵列
(VGA)电
缆，而其它一些客户则使用
音频
/
视频接收器
(AVR)或媒体盒作
为集线器，将一条 HDMI 电缆连接到电视，而不是一组凌乱且
不美观的电缆，如图 1 所示。
图 1. 媒体盒将模拟信号转换为 HDMI
新使用者可能认为 HDMI 是一种相对较复杂的标准，需要经过
验证的软件驱动器、互通性和兼容性测试，从而保证一种设备
与其它各种设备结合使用时能够正常工作。这似乎有点难以把
握，遇到新技术时常常会发生这种情况。
然而，先进的半导体技术正在解决这些难题，模拟域和数字域
均实现了改进，包括通过更高性能的模块来均衡较差的差分信
号，以及利用更复杂的算法来减少软件开销和纠正位错误。
本文说明先进的半导体解决方案和灵巧的软件如何帮助实现
HDMI 。两种基本器件——HDMI-VGA (“HDMI2VGA”) 和
VGA-HDMI (“VGA2HDMI”)转换器——为熟悉视频应用的工
程师提供一种简单的模拟视频与数字视频相互转换的方法。
虽然 HDMI 已成为事实上的高清视频接口，但 VGA 仍是笔记本
电脑上最常用的接口。本文还会说明如何使这两种接口互连。
HDMI
应用和视频标准简介
HDMI 接口利用
最小差分传输信号
(TMDS)线传输包形式的视
频、音频和数据。除了这些多媒体信号以外，接口还包括
显示
器数据通道
(DDC)信号，用于交换
扩展显示识别数据
(EDID)和
高带宽数字内容保护信息
(HDCP)。
此外，HDMI 接口还可以配备
消费电子控制
(CEC)、
音频回授
通道
(ARC)和
家庭以太网通道
(HEC)。由于这些不是本文所述
应用的重要部分，本文将不予讨论。
EDID 数据包括一个 128 字节（VESA—视频设备标准协会）或
256 字节（CEA-861—消费电子协会）数据模块，用于说明视
频接收器(Rx)的视频和（可选）音频能力。EDID 由视频
源
（播
放器）利用 I
2
C 协议通过 DDC 线从视频
接收器
读取。视频源
必须发送视频接收器支持的且列于 EDID 中的首选或最佳视频
模式。EDID 可能还包含关于视频接收器音频能力的信息，以
及支持的音频模式列表和相应的频率。
VGA 和 HDMI 均有 DDC 连接，用以支持视频源与接收器之间
的通信。EDID 的前 128 字节可以由 VGA 和 HDMI 共享。根
据 ADI 公司 HDMI 兼容性测试(CT)实验室的经验，EDID 的前
128 字节更容易出错，因为一些工程师不熟悉 HDMI 规范的严
格要求，而且大多数文章都是侧重于 EDID 扩展模块。
表 1 显示了 EDID 前 128 个字节中容易出错的部分。有关 EDID
前 128 个字节之后的 CEA 扩展模块设计的详细信息，请参阅
CEA-861 规范。
表
1. EDID
简介
地址
字节
描述
注释
00h
8
表头：(00 FF FF FF FF FF FF 00)h
必须有的固定模块表头
08h
10
供应商和产品标识
08h
2
ID 制造商名称
Microsoft
®
发布的三个压缩 ASCII 字符
12h
2
EDID
结构版本和修订
12h
1
版本号：01h
固定
13h
1
修订编号：
03h
固定
18h
1
功能支持
诸如电源管理和颜色类型之类的功能。位 1 应置 1。
36h
72
18
字节数据模块
36h
18
首选时序模式
表示一种能够支持产生最佳质量屏幕图像的时序。对于大多数平板显示器，首选时序模式是平板的原生时序。
48h
18
详细时序
#2
或显示器描述符
表示详细时序，也可以用作显示器描述符。显示器描述符应使用两个字，一个用作监视范围限值，一个用作
监视名称。详细时序模块应在显示器描述符模块之前。
5Ah
18
详细时序#3 或显示器描述符
6Ch
18
详细时序
#4
或显示器描述符
7Eh
1
扩展模块数 N
随后的 128 字节 EDID 扩展模块的数量。
7Fh
1
校验和
此
EDID
模块中所有
128
字节的
1
字节和应等于
0
。
80…
模块映射或 CEA 扩展
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